En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) en Japón, un grupo de expertos en materiales levitantes liderado por el profesor Jason Twamley ha logrado avances notables. Estos científicos han logrado hacer que un fragmento de grafito levite sobre un conjunto de imanes, manteniéndose en un estado de ingravidez casi total.
Este logro, presentado en un artículo en la revista Applied Physics Letters, no solo muestra el potencial de la levitación magnética, sino que también destaca por su independencia de fuentes externas de energía. Esto posiciona a esta tecnología como una excelente candidata para el desarrollo de una nueva generación de sensores altamente sensibles, que pueden ser aplicados tanto en el ámbito científico como en el mercado de consumo, ofreciendo mediciones con una precisión y eficacia sin precedentes.
El grafito, el material utilizado en este estudio, es diamagnético, lo que significa que repele los campos magnéticos. Al colocarlo sobre un sustrato ferromagnético adecuado, se crea una plataforma de levitación que funciona sin necesidad de estar conectada a su entorno, similar a los trenes de levitación magnética que emplean imanes superconductores para generar un campo magnético intenso.
A pesar de estos avances, la aplicación práctica de esta tecnología enfrenta desafíos, como la «amortiguación de Foucault», que describe la pérdida de energía en un sistema oscilante debido a fuerzas externas. Para abordar este problema, los investigadores del OIST recubrieron microesferas de grafito con sílice y cera, convirtiéndolas en aislantes eléctricos para contrarrestar la pérdida de energía.
Además, otro desafío es minimizar la energía cinética en las plataformas oscilantes, lo cual mejora la sensibilidad del sensor y permite explorar el régimen cuántico para mediciones precisas. Para lograr esto, los investigadores desarrollaron un material innovador a partir del grafito mediante una modificación química que lo convierte en un aislante eléctrico, evitando así la pérdida de energía y facilitando la levitación en el vacío.
El experimento implicó un control continuo del movimiento de la plataforma y la aplicación de una fuerza magnética de retroalimentación para reducir dicho movimiento. Esta retroalimentación ajusta el índice de amortiguación del sistema, disminuyendo la energía cinética y enfriando efectivamente el sistema.
Este control preciso sobre la plataforma no solo tiene el potencial de abordar cuestiones fundamentales de la física cuántica para comprender el papel de la gravedad en este contexto, sino que también podría llevar al desarrollo de gravímetros atómicos más sensibles. El equipo sigue trabajando para mejorar su sistema y eliminar perturbaciones externas, prometiendo avances significativos en el campo de la medición de precisión.